Ученые из Корейского передового института науки и технологий (KAIST) разработали метод, который помогает определить, насколько еще можно уменьшать транзисторы без серьезного ухудшения их работы из-за квантовых эффектов.
Современная электроника во многом развивается за счет уменьшения размеров транзисторов — основных элементов микросхем. Однако по мере миниатюризации инженеры сталкиваются с фундаментальной проблемой. На очень малых расстояниях электроны начинают проходить через барьеры, которые должны их удерживать. Это явление известно как квантовое туннелирование и приводит к утечкам тока и снижению эффективности устройств.
Чтобы оценить пределы дальнейшего уменьшения транзисторов, исследователи использовали квантово-механическое моделирование: метод позволил рассчитать, как свойства материалов и конструкция контактов влияют на вероятность возникновения утечек.
Расчеты показали, что правильный подбор материалов и формы контактов может существенно снизить влияние туннелирования. В некоторых случаях критическую длину, на которой начинают проявляться нежелательные квантовые эффекты, удалось уменьшить примерно до 4 нанометров и менее. По словам авторов работы, методика позволит заранее оценивать перспективность новых конструкций транзисторов с помощью компьютерного моделирования. Это поможет сократить количество дорогостоящих экспериментов и ускорить создание более компактных и энергоэффективных микросхем следующего поколения.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как новый транзистор уменьшит электронику и ускорит ее работу.
